Resumen: Este trabajo tiene como objetivo principal la explicación de la importancia de la física en la ingeniera metalúrgica, dado que esta última está íntimamente vinculada en el proceso de extracción,




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fecha de publicación13.01.2016
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Universidad Nacional de San Agustín

Facultad de Ingeniería de Procesos

Escuela de Ingeniería Metalúrgica

.


APLICACIÓN DE LA FÍSICA EN LA INGENIERÍA METALÚRGICA
Evelyn Adriana Linares Díaz, Universidad Nacional de “San Agustín “

RESUMEN: Este trabajo tiene como objetivo principal la explicación de la importancia de la física en la ingeniera metalúrgica , dado que esta última está íntimamente vinculada en el proceso de extracción, refinamiento, fundición, etc. de los metales que es precisamente el campo de acción de los ingenieros metalúrgicos , para nosotros es sumamente importante el conocimiento básico de la física ya q sin ello no entenderías todo el proceso q sufre un metal desde que se extrae pasa por varios procesos físicos ya sea como la dilatación, la contracción , etc.

PALABRAS CLAVE: Aplicación, física, ingeniería metalúrgica.

Abstract: This work has as main objective the explanation of the importance of physics in metallurgical engineering , since the latter is closely vilculada in the process of extracion , refionamiento , casting, etc of metals is presisamente the scope of engineers Iron , for us it is extremely important basic knowledge of physics and q without it would not understand the whole process q suffers from extracted metal passes through several physical processes either as dilation , the contracion , etc.

Key Word: Application, physical , metallurgical engineering


evelynadrianal@gmail.com


INTRODUCCIÓN



El campo comprendido por esta área de la profesión del ingeniero se conoce como «ciencia e ingeniería de materiales». Para mí, esta denominación realiza dos funciones importantes. En primer lugar, se trata de una descripción exacta del equilibrio entre los principios científicos y la ingeniería práctica que se precisa al seleccionar los materiales apropiados en la tecnología moderna. En segundo lugar, sirve de guía para organizar este libro. Cada palabra define una parte distinta.

Vivimos en un mundo de posesiones materiales que define en gran medida nuestras relaciones sociales y nuestra calidad de vida. Las posesiones materiales de nuestros primeros ancestros eran probablemente sus herramientas y sus armas. De hecho, el modo más común de denominación de cada era en las primeras civilizaciones humanas es en términos de los materiales con los que se hacían esas herramientas y armas.



MATERIAL Y METODOS



El amplio uso de los metales como elementos estructurales hace que se deba prestar atención a sus propiedades mecánicas. El ensayo de tracción proporciona los datos más básicos para el diseño, entre los que se incluyen el módulo elástico, el límite elástico, la resistencia a tracción, la ductilidad y la tenacidad. Dos propiedades elásticas estrechamente relacionadas con estas últimas son el coeficiente de Posición y el módulo de cizalladura.
El mecanismo fundamental de deformación elástica es el alargamiento de los enlaces atómicos. Las dislocaciones desempeñan un papel fundamental en la deformación plástica de los materiales cristalinos. Facilitan el desplazamiento de los átomos por deslizamiento en planos de alta densidad atómica a lo largo de direcciones de alta densidad atómica. Sin deslizamiento de dislocaciones se requeriría una tensión muy elevada para deformar permanentemente esos materiales.

Muchas de las propiedades mecánicas que se tratan en este capítulo se explican en términos del mecanismo micro mecánico de deslizamiento de dislocaciones. El ensayo de dureza es una sencilla alternativa al ensayo de tracción que proporciona una indicación de la resistencia de la aleación. El ensayo de fluencia demuestra que, por encima de una temperatura aproximadamente igual a la mitad de la temperatura absoluta de fusión, un material adquiere movilidad atómica suficiente para deformarse plásticamente bajo tensiones inferiores al límite elástico a temperatura ambiente.




Algunas propiedades mecánicas desempeñan un papel importante en las aplicaciones estructurales y el procesado de los cerámicos y vidrios. Tanto los cerámicos como los vidrios se caracterizan por su fractura frágil, aunque normalmente poseen una resistencia a compresión significativamente mayor que la resistencia a tracción. La fluencia es determinante en la aplicación de los cerámicos a altas temperaturas de servicio.

Los mecanismos difusionales se combinan con el deslizamiento de los bordes de grano para favorecer la posibilidad de deformar el material. Por debajo de la temperatura de transición vitrea (rg), los vidrios se deforman según un mecanismo elástico. Por encima de Tg se deforman mediante un mecanismo de flujo viscoso. La variación exponencial de la viscosidad con la temperatura proporciona una guía para el procesado de los productos de vidrio y permite el desarrollo de vidrios templados resistentes a la fractura. La mayoría de las propiedades mecánicas de los polímeros se corresponden con las indicadas para metales y cerámicos.

La extensa utilización de los polímeros en diseño implica procesos de doblado y cargas de impacto, lo que requiere centrar la atención en el módulo de flexión y en el módulo dinámico, respectivamente.



La relajación de tensiones es análoga a la fluencia. Debido a las bajas temperaturas de fusión de los polímeros, estos fenómenos pueden observarse a temperatura ambiente e inferiores. Como la fluencia, la relajación de tensiones es un proceso de tipo Arrhenius. Como en el caso de los vidrios, la deformación viscoelástica es importante en polímeros. Hay cuatro zonas diferentes de deformación viscoelástica en los polímeros: rígida (por debajo de la temperatura de transición vitrea Tg),gomosa (cerca de Tg), elastomérica (por encima de Tg) y viscosa (cerca de la tempera­ tura de fusión Tw). En el caso de los polímeros termoestables típicos, el comporta­ miento rígido se mantiene casi hasta la temperatura de fusión (o descomposición). Los polímeros con una pronunciada zona elastomérica se denominan elastómeros. Entre los ejemplos, están los cauchos naturales y sintéticos. Estos materiales exhiben una sustancial elasticidad no línea.





Existe toda una serie de propiedades que describen cómo responden los materiales a la aplicación de calor. La capacidad calorífica indica la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una cantidad dada de material. El término calor específico se emplea cuando esa propiedad se determina por unidad de masa de material.

El conocimiento fundamental del mecanismo de absorción de calor por las vibraciones atómicas conduce a una regla bastante útil para determinar la capacidad calorífica de los metales a temperatura ambiente y superiores (Cp ~ Cv ~ 3R). El incremento de la vibración térmica de los átomos del material al aumentar la temperatura produce un aumento de las distancias interatómicas y, general¬ mente, un coeficiente de dilatación positivo. Un estudio cuidadoso de la relación de esta dilatación con la curva de energía del enlace atómico revela que un enlace fuerte está relacionado con un bajo coeficiente de dilatación así como con un elevado módulo elástico y altas temperaturas de fusión. La conducción de calor en los materiales puede describirse mediante la con ductividad térmica, k, de la misma manera que el transporte de masa descrito en el Capítulo 5 empleando la difusividad, D.



El mecanismo de conductividad térmica en metales está asociado probablemente con los electrones de conducción, mientras que en cerámicos y polímeros está más relacionado con las vibraciones atómicas. Debido a la naturaleza ondulatoria de ambos mecanismos, al aumentar la temperatura y el desorden estructural tiende a disminuir la conductividad térmica. La porosidad es especialmente efectiva a la hora de disminuir la conductividad térmica. La inherente fragilidad de los cerámicos y vidrios, junto a diferencias en el coeficiente de dilatación o a bajas conductividades térmicas, puede conducir al fallo mecánico por choque térmico.
El enfriamiento brusco es especialmente efectivo para crear tensiones superficiales de tracción excesivas y provocar la posterior rotura.



RESULTADOS



Aquí hemos podido ver como aplicamos las leyes físicas para calcular distintas cosas, podemos darnos cuenta de lo importante de la física en cuanto a los metales que pueden ser extraídos, refinados gracias a la ayuda de estas fuerzas.
AGRADECIMIENTO

Agradezco a todas las personas que tiene la generosidad de publicar o subir sus trabajos a internet dado que con eso ayudan a muchas personas, ya sean estudiantes profesionales o cualquier persona que quiera informarse del tema.

REFERENCIAS




(2013). Recuperado el 13 de 04 de 2015, de

: http://html.rincondelvago.com/ingenieria.html

(2014). Recuperado el 13 de 04 de 2015, de http://www.upct.es/otri/catalogo/documentos/quimica.pdf

SHACKELFORD, J. (2005). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. (M. M.-R. Técnico, Ed.) california: PEARSON EDUCACIÓN, S.A.







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